Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy

TYTUŁ: Analiza wpływu dodatku wodoru do gazu ziemnego na szczelność połączeń mechanicznych wybranych elementów sieci i instalacji gazowych / Analysis of the effect of adding hydrogen to natural gas on the tightness of mechanical connections of selected elements of networks and gas installations

 

Autorzy: Piotr Szewczyk, Jacek Jaworski

 

 

Recenzenci:
dr hab. inż. Andrzej Barczyński
dr inż. Krystian Liszka

 

 

 

231-duza

ISSN 2353-2718
ISBN 978-83-65649-39-3
DOI: 10.18668/PN2020.231

Streszczenie

Jednym ze sposobów wykorzystania energii elektrycznej pozyskiwanej z odnawialnych źródeł energii jest produkcja wodoru, który w wyniku spalania wytwarza jedynie parę wodną. Dodanie wodoru do gazu ziemnego, a następnie jego spalanie, będzie powodowało mniejszą emisję dwutlenku węgla, sprawiając, że paliwo to stanie się bardziej przyjazne środowisku.

Wodór dodawany do gazu ziemnego może być przesyłany gazociągami przesyłowymi, a następnie poprzez sieci dystrybucyjne docierać do odbiorców przemysłowych i indywidualnych. Ze względu na znacznie mniejszą gęstość wodoru od gazu ziemnego istotne jest zachowanie szczelności połączeń mechanicznych elementów sieci i instalacji gazowych. W publikacji przedstawiono wyniki prowadzonych w INiG-PIB badań wpływu dodatku wodoru do gazu ziemnego na szczelność połączeń wybranych elementów instalacji i sieci gazowych. Według opracowanej metodyki przeprowadzono badania wybranych elementów sieci i instalacji gazowej, w których połączenia wykonywane były różnymi metodami oraz z zastosowaniem różnorodnych materiałów uszczelniających. W przypadku rur stalowych, stosowanych w instalacjach gazowych w budynkach, łączonych za pomocą połączeń gwintowych ze szczelnością uzyskiwaną na gwincie próbki do badań przygotowane zostały z zastosowaniem pakuł lnianych z pastą uszczelniającą, taśm i nici teflonowych oraz klejów anaerobowych. Próbki wykonane z rur miedzianych łączone były złączkami zaprasowywanymi. Inne elementy instalacji, takie jak elastyczne przewody rozciągliwe i nierozciągliwe oraz szybkozłącze gazowe z metalowym przewodem elastycznym, łączono między innymi za pomocą połączeń gwintowych ze szczelnością uzyskiwaną poza gwintem, gdzie materiałem uszczelniającym były uszczelki gumowe NBR oraz z klingerytu. Elementy sieci gazowych łączono za pomocą połączeń gwintowych z pakułami i pastą uszczelniającą, śrubunków oraz kołnierzy stalowych i polietylenowych (uszczelnienie uszczelką płaską z NBR i klingerytu). Badaniom poddano również połączenia PE/stal. Badania polegały na wykonaniu prób szczelności przygotowanych próbek z zastosowaniem metanu, a następnie metanu z dodatkiem 15% wodoru. Wykonano również badania na próbkach z symulowanymi nieszczelnościami. Na podstawie przeprowadzonych badań i analizy ich wyników stwierdzono, że dodanie 15% wodoru do metanu nie spowodowało nieszczelności łączonych elementów. Ponadto stwierdzono, że w przypadku wystąpienia nieszczelności w elementach instalacji czy sieci gazowej mieszanka metanu z wodorem będzie wypływała szybciej niż gaz ziemny i w zamkniętych pomieszczeniach może powodować osiągnięcie w krótszym czasie dolnej granicy wybuchowości.

Słowa kluczowe: wodór ze źródeł odnawialnych, gaz ziemny, gazociąg, domowa instalacja gazu, szczelność, połączenia mechaniczne

 

Abstract

One of the ways to use electrical energy obtained from renewable energy sources is hydrogen production, which produces only energy and water vapour when burned. Adding hydrogen to natural gas and burning it will lower carbon dioxide emission, making this fuel more eco-friendly.

Hydrogen added to natural gas can be transported using gas transmission pipelines and can then be provided to industrial and individual consumers via a distribution pipeline network. Due to the much lower density of hydrogen compared to natural gas, it is especially important to maintain the tightness of mechanical connections of network elements and gas installations. This publication presents the results of research carried out at the Oil and Gas Institute-National Research Institute on the influence that adding hydrogen to natural gas has on the tightness of connections of selected elements of gas installations and networks. According to the developed methodology, tests were performed on selected elements of gas networks and gas installations, in which joints were made using differing methods and using various sealing materials. In the case of steel pipes used in gas installations in buildings, joined by means of threaded connections with tightness obtained on the thread, the test samples were prepared with the use of linen hemp with sealing paste, Teflon tapes and threads, and anaerobic adhesives. Samples made of copper pipes were joined with press fittings. Other installation elements - such as flexible hoses, both extensible and non-extensible, and metal hose assemblies - were attached by means of threaded connections with tightness obtained beyond the thread; the sealing material was NBR rubber gaskets and klingerite. The gas network elements were connected by means of threaded connections with hemp and sealing paste, flare fittings, and steel and polyethylene flanges (sealing with a flat gasket made of NBR and klingerite). PE/Steel connectors where also tested. The tests included tightness tests of the prepared samples with the use of methane, and then a mix of 85% methane and 15% hydrogen. The tests on samples with simulated leaks were also performed. Based on the tests and the analysis of the results, it was found that adding the hydrogen to the methane did not cause leaks in the joined elements. In addition, it was found that in the case of leaks appearing in elements of installations or gas networks, the methane-hydrogen mixture flows out faster than methane alone, and in closed rooms this may result in the lower explosion limit being reached in a shorter time.

Keywords: hydrogen from renewable sources, natural gas, gas pipeline, domestic gas installation, tightness, mechanical connections

  

Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT)

Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32.

 

 

 

 

 

 
 

TYTUŁ: Możliwości zastosowania wybranych metod badawczych do określania własności i cech strukturalnych soli kamiennych/Possibilities of adaptation of the selected research methods to determine the properties and structural features of salt rocks

 

 

Autorzy: Dariusz Cebulski, Andrzej Urbaniec, Paweł Łukaszewski

 

 

 

praca217

DOI: 10.18668/PN2017.217
ISBN: 978-83-65649-23-2
ISSN: 2353-2718

Opis PL

Występowanie soli kamiennych na obszarze Polski związane jest z dwoma głównymi formacjami solonośnymi: cechsztyńską i mioceńską. W monografii zaprezentowano wyniki analiz materiału rdzeniowego wykonanych dla wybranych utworów solnych pochodzących z obydwu wspomnianych formacji.

W pierwszej części przedstawiono opracowaną na podstawie literatury charakterystykę geologiczną głównych formacji solonośnych Polski, uwzględniającą stosowane podziały litostratygraficzne i ogólną charakterystykę paleośrodowiska sedymentacji.

W rozdziale 2 zawarto charakterystykę litologiczną i wyniki badań makroskopowych analizowanych rdzeni wiertniczych, reprezentujących różnego typu skały solne. Przeprowadzone obserwacje makroskopowe miały na celu określenie możliwie wszystkich dostrzegalnych cech litologicznych, strukturalnych i teksturalnych analizowanych utworów solnych, takich jak: wielkość kryształów, typ strukturalny soli, barwa, stopień przezroczystości, obecność i forma występowania innych minerałów, obecność i typ laminacji, zaburzenia plastyczne soli itd.

W rozdziale 3 opisano stosowane metody badawcze wraz z analizą i interpretacją uzyskanych wyników. Generalnie wykorzystano kilkanaście różnych technik badawczych. Do metod pozwalających określić własności fizyczne skał należały: pomiar naturalnej promieniotwórczości gamma, pomiar propagacji fal ultradźwiękowych, pomiar współczynnika przewodności cieplnej, wyznaczanie gęstości i gęstości objętościowej, określenie parametrów wytrzymałościowych i odkształceniowych. Do ustalenia składu chemicznego i mineralogicznego badanych utworów solnych wykorzystano: analityczne oznaczenia zawartości wybranych pierwiastków, metodę atomowej spektrometrii emisyjnej (ICP-OES), fluorescencję rentgenowską (technologie EDXRF oraz WDXRF), metodę dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Do określenia cech struktury wewnętrznej skał solnych użyto metody rentgenowskiej tomografii komputerowej (CT) (wizualizacja całych metrowych odcinków rdzeni wiertniczych) oraz rentgenowskiego mikrotomografu komputerowego (micro-CT) (próby o wysokości 5–10 cm). Ponadto wykonano analizę wybranych prób za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM).

W rozdziale 4 przeprowadzono dyskusję wyników badań uzyskanych przy zastosowaniu różnych metod badawczych. Porównanie wyników pozwoliło na szczegółową charakterystykę poszczególnych typów litologicznych przebadanych skał solnych, reprezentujących różne ogniwa litostratygraficzne i różniących się cechami makroskopowymi. Zastosowanie omówionych w opracowaniu metod dostarczyło dużej ilości szczegółowych informacji na temat badanych soli kamiennych. Zbiory wyników uzyskane przy wykorzystaniu tak wielu uzupełniających się metod pozwoliły na wzajemną weryfikację poszczególnych parametrów, dając w efekcie spójny i precyzyjny obraz opisujący badane utwory solne


Opis EN

Salt rocks occur in Poland in two main salt-bearing formations: Zechstein (Permian) and Miocene (Neogene). The results of core material analysis, done for selected salt samples, originating from both mentioned formations, have been presented in this monograph. The geological characteristics of Poland's main salt-bearing formations, on the basis of professional literature, and including the lithostratigraphy of the Zechstein and the Miocene as well as the general paleoenvironment characteristics, are presented in the first chapter.

Chapter 2 contains the lithological characteristics and the results of the macroscopic examination of drilling cores representing various types of salt rocks. Macroscopic observations were done in order to identify all possible lithological, structural and textural features of analyzed salts, such as crystal size, salt type, color, degree of transparency, presence and form of other minerals, presence and type of lamination, etc.

Chapter 3 describes the research methods as well as their results. Several different research techniques were used in our research project. Methods of determining the physical properties of the rocks included: natural radioactivity measurement by using Gamma Logger, ultrasonic wave propagation measurement, thermal conductivity measurement, density and bulk density determination, resistance and deformation rock properties. Methods of determining the chemical and mineralogical composition included: the classical analytical chemistry identification, inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), X-ray fluorescence spectrometry (EDXRF technology and WDXRF technology), X-ray diffraction (XRD). In order to determine the characteristics of the internal structure of salt rocks, X-ray computer tomography (CT) (visualization of whole meter sections of cores) and the micro CT scanner (micro-CT) (5–10 cm samples) were used. In addition, scanning electron microscopy (SEM) analysis were performed.

Chapter 4 discusses the results of the research. Comparison of the results allowed to implement detailed characterization of the individual lithological types of salts representing different macroscopic features, as well as lithostratigraphic units.

The application of the methods discussed in this study provided a large amount of detailed information on the studied salt rocks. The results, obtained with the use of so many methods, allowed to verify each parameter, resulting in a coherent and precise image describing the examined salt rocks.

  

Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT)

Koszt przesyłki: 5 zł brutto za sztukę – list polecony

Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32.

 

 
 
 

TYTUŁ: Odzwierciedlenie budowy geologicznej brzeżnej części Karpat i ich podłoża (SE Polska) na podstawie reprocessingu i reinterpretacji profili sejsmicznych 2D/Geological structures mapping of the marginal part of the Outer Carpathians and their basement (SE Poland) based on reprocessing and reinterpretation of 2D seismic profiles

 

 

Autorzy: Andrzej Urbaniec, Łukasz Bajewski, Aleksander Wilk

 

 

Recenzenci:
Prof. dr hab. inż. Kaja Pietsch
Dr hab. inż. Michał Stefaniuk

 

 

 

218 czupski kasza zabiegi kwasowania

ISBN: 978-83-65649-25-6
ISSN: 2353-2718
DOI: 10.18668/PN2018.219

Opis PL


Głównym celem prezentowanej pracy było stworzenie kompleksowego modelu geologicznego badanego rejonu brzeżnej strefy Karpat zewnętrznych wraz z zapadliskiem przedkarpackim, na podstawie interpretacji strukturalnej profili sejsmicznych 2D. Obszar badań usytuowany jest w południowo-wschodniej Polsce. Analizowany rejon cechuje się dużym stopniem skomplikowania budowy geologicznej ze względu na obecność licznych stref nasunięć w obrębie utworów jednostek karpackich i miocenu sfałdowanego, jak również obecność kilku dużych stref dyslokacyjnych o różnych kierunkach przebiegu. Najniższe piętro strukturalne, występujące w podłożu zapadliska przedkarpackiego, stanowi w interpretowanym rejonie seria anchimetamorficznych skał neoproterozoiku, związanych genetycznie z blokiem małopolskim. Autochtoniczny kompleks osadów klastycznych, z wkładkami ewaporatów, wieku mioceńskiego, o bardzo zróżnicowanej miąższości (od około 150 m do ponad 3300 m) tworzy środkowe piętro strukturalne analizowanego rejonu. Najwyższe piętro strukturalne reprezentują z kolei utwory allochtoniczne pokrywy tektonicznej, które w analizowanym obszarze włączane są głównie w obręb trzech dużych jednostek tektonicznych: stebnickiej, borysławsko-pokuckiej i skolskiej. Dodatkowo wyróżniane jest pasmo łusek zgłobickich, będących stosunkowo wąską strefą osadów mioceńskich o zróżnicowanym stopniu deformacji tektonicznej.
Dwa z dziewięciu analizowanych profili sejsmicznych poddano reprocessingowi w Zakładzie Sejsmiki Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego, a wyniki uzyskane na podstawie tego reprocessingu zostały uwzględnione w trakcie interpretacji geologicznej. Odpowiedni dobór zarówno sekwencji przetwarzania, jak i parametrów aplikowanych do poszczególnych procedur, a także weryfikacja każdego etapu przetwarzania poprzez prowadzoną na bieżąco interpretację geologiczną przyniosły w efekcie nieco inne odwzorowanie niektórych cech budowy geologicznej rejonu. Przeprowadzona interpretacja strukturalna dostarczyła nowych informacji, które mogą być wykorzystane do odtworzenia poszczególnych etapów rozwoju tektonicznego analizowanego obszaru. Przedstawiony model strukturalno-tektoniczny obrazuje znaczny stopień skomplikowania budowy geologicznej analizowanego rejonu oraz akcentuje wieloetapowość zjawisk tektonicznych zachodzących w poszczególnych okresach geologicznych. Obecny obraz strukturalny jest kompilacją efektów szeregu stopniowo nakładających się na siebie procesów zachodzących w kolejnych epokach geologicznych. Przedstawiona koncepcja zakłada, że część głównych dyslokacji w analizowanym rejonie to strefy o bardzo starych założeniach tektonicznych (związanych z orogenezą hercyńską, a być może nawet starszych), które w swojej historii były wielokrotnie reaktywowane w różnych reżimach naprężeń. W trakcie etapu nasuwczego Karpat dochodziło do zderzenia górotworu ze strukturami podłoża, ułożonymi skośnie do głównego kierunku nasuwczego. Skośna kolizja powodowała reaktywację struktur podłoża, podczas gdy w obrębie jednostek karpackich dochodziło do powstawania uskoków przesuwczych i nasunięć pozasekwencyjnych. Ostatni etap reaktywacji wspomnianych dużych stref uskokowych miał miejsce już po nasunięciu utworów fliszowych jednostki skolskiej i zachodził w reżimie przesuwczym.

Opis EN


The main aim of the presented work was to construct a complex geological model for the research area, based on the 2D seismic profiles interpretation. The study area is situated in south-eastern Poland in the marginal zone of the Outer Carpathians.
The analyzed region is characterized by a very complicated geological structure. The presence of numerous thrust zones in the Carpathian units, as well as large-scale faults cutting the rock series of lower geological stages, are typical. The series of Neoproterozoic anchimetamorphic sedimentary rocks of the Małopolska Massif, form the basement of the Carpathian Foredeep in the analyzed region. The complex of the autochthonous Miocene sediments, characterized by variable total thickness (from 150 m to more than 3300 m) and facies variability, represent the middle stage of the study area. The youngest stage consists of allochtonous tectonic units (Stebnik, Boryslav-Pokutya and Skole) of the Carpathian orogen. Furthermore Zgłobice Thrust-Sheet Belt is distinguished, as a narrow zone of Miocene sediments with varying levels of tectonic deformation. Two off the nine interpreted profiles were reprocessed in the Seismic Department of the Oil and Gas Institute - National Research Institute in Krakow, Poland. Proper selection of both the processing sequence and parameters applied to specific procedures, as well as verification of each stage of processing by simultaneous geological interpretation, resulted in a slightly different mapping of the geological structures.
Structural interpretation of the current version of the seismic sections, provides new information that could be used to reconstruct individual stages of the tectonic development in the analyzed area. The constructed tectonic model emphasizes the complexity of the geological structure. Presented concept assumes that some of the major fault zones are very old tectonic lines (related to the Variscan orogenesis, and maybe even older), which have been repeatedly reactivated under different stress conditions. The diagonal collision of the Carpathian orogen and the basement elevations induced a reactivation of the major faults. Strike-slip faults and out-of-sequence thrusts were generated within the Carpathian units. The final phase of the large faults reactivation took place after the latest thrusting movements of the Outer Carpathians.
  

Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT)

Koszt przesyłki: 5 zł brutto za sztukę – list polecony

Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32.

 

 
 
 

TYTUŁ: Zabiegi kwasowania w stymulacji wydobycia z odwiertów – projektowanie oparte na badaniach laboratoryjnych/Acidizing treatments in wellbore stimulation – design based on laboratory research

 

 

Autorzy: Marek Czupski, Piotr Kasza

 

 

 

218 czupski kasza zabiegi kwasowania

DOI: 10.18668/PN2017.218

ISSN 2353-2718

ISBN 978-83-65649-24-9

Opis PL

Kwasowanie jako metoda stymulacji wydobycia ma zastosowanie zarówno w formacjach piaskowcowych, jak i węglanowych. Bardzo dużą zaletą tej technologii jest fakt, że zwrot kosztów poniesionych na przeprowadzenie zabiegu i poprawę produktywności odwiertu następuje dużo szybciej, niż dzieje się to w przypadku wykonania zabiegu hydraulicznego szczelinowania. W formacjach piaskowcowych zabieg ma na celu głównie rozpuszczenie lub usunięcie uszkodzenia strefy perforacji oraz przestrzeni porowej formacji w pobliżu odwiertu. Kwas, przepływając przez system porów, rozpuszcza zalegające w nim ciała stałe oraz minerały i ziarna uwięzione w zwężeniach porów [29]. Tego typu zabieg ma szansę powodzenia, jeżeli uszkodzenie formacji jest spowodowane przez minerały i ciała stałe, które mogą być usunięte przez kwas. W większości przypadków nie można jednak oczekiwać znacznego wzrostu produkcji po przeprowadzeniu kwasowania matrycowego nieuszkodzonej strefy przyodwiertowej.

Natomiast w formacjach węglanowych kwas rozpuszcza skałę w sposób niejednorodny, tworząc kanały o dużej przepuszczalności, zwane otworami robaczkowymi. Powstają one z powodu naturalnej niejednorodności przepuszczalności matrycy skalnej, w związku z którą również przepływ cieczy kwasującej jest zróżnicowany w każdym jej elemencie. W obszarach o większej szybkości przepływu następuje większe rozpuszczanie matrycy, a to powoduje dodatkowy wzrost przepływu w tych strefach. Kanały mogą tworzyć się bardzo szybko, ponieważ opór przepływu jest w nich nieznaczny w porównaniu z otaczającą je (oryginalną) przestrzenią porową.

Celem zabiegu kwasowania jest w tym przypadku zmniejszenie współczynnika „skin efektu" poprzez obejście uszkodzonej strefy przyodwiertowej i wzrost efektywnego pro­mienia odwiertu. W naturalnie szczelinowatych złożach węglanowych otwory robaczkowe łączą ze sobą istniejące szczeliny, tworząc długie i głęboko penetrujące w formację kanały przepływowe. W formacjach pozbawionych naturalnych szczelin długość otworów robacz­kowych może wynosić około 1–2 m, natomiast przepuszczalność strefy przyodwiertowej zawierającej otwory robaczkowe jest zwykle kilka rzędów wielkości większa od oryginalnej przepuszczalności skały.

Prezentowana monografia stanowi kompendium informacji na temat zabiegów kwasowania wykorzystywanych do stymulacji wydobycia z odwiertów.

Rozdział 1 zawiera ogólny podział zabiegów z użyciem kwasów na: wanny kwasowe, kwasowania matrycowe i szczelinowania kwasem. Przedstawiono w nim krótkie charakterystyki każdego z tych zabiegów oraz etapy, które powinien obejmować proces prawidłowego przygotowania zabiegu kwasowania.

Rozdział 2 przedstawia szczegółowy opis czynników, które mogą być przyczyną uszkodzenia formacji w strefie przyodwiertowej, takich jak: drobne cząstki obecne w złożu czy też minerały ilaste. Do uszkodzenia przepuszczalności strefy przyodwiertowej może dochodzić również w wyniku następujących prac wykonywanych w odwiercie: wiercenie, udostępnianie, eksploatacja, stymulacja, nawadnianie czy zaawansowane metody wydoby­cia (EOR). W rozdziale tym opisano również techniki obejmujące pomiary wykonywane w odwiercie oraz testy laboratoryjne używane do określenia uszkodzenia formacji.

Rozdział 3 dotyczy doboru składu cieczy kwasującej. Opisano w nim podstawowe rodzaje kwasów oraz różnych dodatków, które mogą wchodzić w skład cieczy zabiegowych, takich jak: inhibitory korozji, środki powierzchniowo czynne, alkohole, mutual solvents, środki do kontroli jonów żelaza, stabilizatory minerałów ilastych, środki stabilizujące drobne cząstki zawarte w formacji, środki spieniające, inhibitory wytrącania się osadów węglanu wapnia i siarczanu wapnia oraz środki zmniejszające opory przepływu.

Rozdział 4 zawiera opis badań laboratoryjnych, które są niezbędne do właściwego zaprojektowania zabiegu kwasowania. Przedstawiono w nim testy przeprowadzane w celu oceny petrofizycznych i chemicznych właściwości skał złożowych oraz badania wykonywane w celu zaprojektowania oczyszczania armatury otworowej przed właściwym zabiegiem kwasowania. Jednak najbardziej obszerną jego część stanowi opis testów wykonywanych w celu dobrania odpowiednich dodatków do cieczy kwasujących. Rozdział ten kończy opis badań przepływowych na rdzeniach, które służą do ostatecznej weryfikacji efektywności zaprojektowanej cieczy kwasującej, między innymi na podstawie wizualizacji otworów robaczkowych wytworzonych w węglanowych korkach rdzeniowych.

Rozdział 5 dotyczy zastosowania badań przeprowadzonych w Zakładzie Stymulacji Wydobycia Węglowodorów w Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badaw­czym do zaprojektowania i przeprowadzenia zabiegów w różnych formacjach złożowych. Opisano w nim efekty zabiegów zrealizowanych w odwiertach usytuowanych w formacjach czerwonego spągowca oraz dolomitu głównego przy użyciu różnych cieczy i metod ich zatłaczania.

Rozdział 6 podsumowuje informacje zawarte w niniejszej publikacji. Umieszczono w nim również zalecenia i rekomendacje dotyczące przyszłych prac o tematyce stymulacji wydobycia metodą kwasowania.


Opis EN

Matrix acidizing as a method of reservoir stimulation, is applicable to both sandstone and carbonate formations. One major advantage of using this technology, is the fact, that the reimbursement of the costs incurred for the execution of the treatment and the im­provement of the productivity of the wellbore, takes place much faster than, for example, in the case of hydraulic fracturing treatment. In sandstone formations, the treatment is primarily to dissolve or remove perforation damage, and the porous space of the formation near the wellbore. The acid flowing through the pore system, dissolves solids deposited in it, as well as minerals and grains trapped in the contraction of pores [29]. This type of treatment is likely to succeed, if formation damage is caused by minerals and solids that can be removed by acid. In most cases, however, one cannot expect a significant increase in production after execution of matrix acidizing, if no damage is present.

However, in carbonate formations, the acid dissolves the rock in a heterogeneous manner, creating channels with high permeability called wormholes. They are formed due to natural heterogeneity of the rock matrix permeability, in connection with which, also the flow of the acidizing liquid is varied in each of its elements. In areas where the flow rate is higher, the dissolution of the matrix is increased, and that causes an additional in­crease in flow in those zones. The channels can be formed very quickly, because their flow resistance is insignificant, when compared to the surrounding (original) pore space.

The purpose of the acidizing treatment in this case, is to reduce the "skin" factor by bypassing the damaged near-wellbore zone and to increase the effective wellbore radius. In the natural fractured carbonate reservoirs, the wormholes connect the existing fractures, forming long flow channels deeply penetrating the formation. In formations devoid of natural fractures, the length of wormholes can be about 1 to 2 m, while the permeability of the near-wellbore zone containing wormholes, is usually several orders of magnitude larger than the original permeability of the rock.

The presented monograph consists of 5 chapters.

Chapter 1 contains a general division of acid treatments into: acid baths, matrix acidizing and acid fracturing. It presents brief characteristics of each type of these tre­atments and the stages that should be included in the proper preparation process of the acidizing treatment.

Chapter 2 presents a detailed description of factors that may be the cause of formation damage in the near-wellbore zone, such as: fine particles present in the reservoir or clay minerals. The permeability of the near-wellbore zone can also be damaged as a result of the following works performed in the well: drilling, completion, production, stimulation, water flooding, or enhanced oil recovery (EOR). This chapter also describes techniques, including wells and laboratory tests used to determine damage to the formation.

Chapter 3 relates to the selection of the acidizing liquid composition. It describes the basic types of acids and various additives that can be included in the composition of treatment liquids, such as: corrosion inhibitors, surfactants, alcohols, mutual solvents, iron control agents, clay control additives, agents stabilizing fine particles included in the formation, foaming agents, inhibitors of precipitation of calcium carbonate and calcium sulphate sediments and friction reducers.

Chapter 4 contains a description of laboratory tests that are necessary for the proper design of the acidizing treatment. It presents the tests conducted to assess petrophysical and chemical properties of reservoir rocks and the tests conducted to design the tubing cleanout process prior to proper acidizing treatment. Its most extensive part, however, is the description of the tests conducted to select suitable additives for acidizing liquids. The chapter concludes with a description of core flow tests that are used for the ultimate verification of the designed acidizing liquid effectiveness, inter alia based on the visualization wormholes formed in carbonated core plugs.

Chapter 5 concerns the use of the tests conducted in INiG – PIB Department of Production Stimulation for the design and execution of treatments in various reservoir formations. It describes the effect of the treatments performed in wellbores located in the formations of Rotliegend and Main Dolomite using various liquids and methods of their injection.

Chapter 6 summarizes the information contained in this publication. It also conta­ins recommendations and guidelines for further works on production stimulation using acidizing method.

  

Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT)

Koszt przesyłki: 5 zł brutto za sztukę – list polecony

Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32.

 

 
 
 

TYTUŁ: Poprawa stabilności sedymentacyjnej zaczynów cementowych/An improvement the sedimentation stability of cement slurry

 

 

Autor: Marcin Kremieniewski

 

 

 

KremieniewskiMarcinPoprawa-stabilnosci m216

DOI: 10.18668/PN2017.216
ISSN 2353-2718
ISBN 978-83-65649-22-5

Opis PL

Uszczelnienie kolumn rur okładzinowych w otworach kierunkowych i horyzontalnych stanowi swego rodzaju wyzwanie dla inżynierów z uwagi na specyficzne wymogi stawiane cieczom wiertniczym. Podczas projektowania zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania otworów horyzontalnych niezbędne jest uzyskanie odpowiednich parametrów technologicznych, ale przede wszystkim właściwej stabilności sedymentacyjnej zaczynu. Jest to związane z faktem, że na skutek braku stabilności sedymentacyjnej następuje nadmierne frakcjonowanie dodatków i domieszek obecnych w składzie zaczynu cementowego, który po związaniu wykazywał będzie anizotropię struktury rozpatrywanego ośrodka. Efekt powyższego stanowi obniżenie wartości parametrów płaszcza cementowego w górnych partiach uszczelnianego interwału. W celu wyeliminowania tego niepożądanego zjawiska realizowano pracę nad poprawą stabilności sedymentacyjnej zaczynów cementowych.
W części ogólnej książki omawiającej zagadnienie poprawy stabilności sedymentacyjnej zaczynów cementowych przedstawiono studium literaturowe dotyczące zagadnień mających wpływ na wyeliminowanie frakcjonowania zaczynu. Przedstawiono również charakterystykę dodatków i domieszek przeciwdziałających frakcjonowaniu zaczynu cementowego.
Część doświadczalna prezentuje wyniki badań laboratoryjnych, w których podczas badań wstępnych wytypowano grupę środków poprawiających stabilność zaczynu, a następnie, stosując odpowiednie ilości tych środków, opracowano nieulegające frakcjonowaniu zaczyny przeznaczone do stosowania w określonych warunkach otworowych (temperatura od 30°C do 90°C oraz ciśnienie od 5 MPa do 35 MPa). Kolejnym etapem badań było ustalenie wpływu sedymentacji zaczynu na anizotropię struktury płaszcza cementowego.
Zrealizowane prace badawcze pozwoliły zdefiniować wpływ stosowanych dodatków i domieszek na stabilność sedymentacyjną zaczynu cementowego, a następnie wyeliminować jego frakcjonowanie. Na podstawie analizy uzyskanych wyników badań dobrano optymalne składy ilościowe i jakościowe dodatków i domieszek do zaczynów w celu wyeliminowania sedymentacji. W książce przedstawiono grupę receptur zaczynów cementowych nieulegających sedymentacji, przeznaczonych do uszczelniania otworów w określonych warunkach otworowych.

Opis EN

Sealing of casing strings in directional and horizontal wells is a challenge for engineers due to the specific requirements of drilling fluids. When designing cement slurries for sealing horizontal wells, it is necessary to obtain the relevant technological parameters, but above all, appropriate sedimentation stability of cement slurry. This is related to the fact, that due to the lack of sedimentation stability, there is excessive fractionation of the additives and admixtures present in the cement slurry, which after binding, will exhibit anisotropy of the structure. The result is a reduction in the value of the cement sheath parameters in the upper sealed parts of the sealed interval. In order to eliminate this undesirable phenomenon, a research was carried out to improve the sedimentation stability of cement slurries.
In the general part of book, the issue of improving the sedimentation stability of the cement slurry is discussed, and a literature study was presented on issues affecting the elimination of cement slurries fractionation. It also presents the characteristic of anti-fractionation additives and admixtures.
The experimental section presents the results of laboratory tests, where, a group of additives to improve the stability of the cement slurry were selected during initial tests and then using certain amounts of these agents, the non-fractionated slurries intended for use in specific hole conditions (temperature of 30°C to 90°C and pressure from 5 MPa to 35 MPa) were developed. The next stage of the study was to determine the effect of cement slurry sedimentation on the anisotropy of the cement sheath structure.
The research work allowed to determine the effect of the used additives and admixtures on the sedimentation stability of the cement slurry, and then eliminate the fractionation. Based on the analysis of the obtained results, optimum quantitative and qualitative compositions of additives and admixtures for slurry to eliminate sedimentation were chosen. The book presents a group on non-sedimented cement slurry recipes designed for the sealing of wells under specific hole conditions.
  

Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT)

Koszt przesyłki: 5 zł brutto za sztukę – list polecony

Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32.